图像的压缩、加密和检索及其算法研究

论文摘要

目前,在通信、航天、教学等众多领域都迫切需要图像的有效压缩和高效传输; 为了防止在图像传输和共享过程中的侵权行为,迫切需要行之有效的加密技术; 为了提高在浩瀚的图像库中寻找特定图像的效率,迫切需要高效的图像检索方法。本文对图像的压缩、加密和检索及其算法实现进行了研究。这里在对图像进行小波包分解的基础上实现图像压缩。根据小波系数的分布特点严格推导得出:可以用能量和方差作为衡量小波系数重要性的标准,并据此对系数矩阵块进行选择分组,自适应地进行量化,而且不同的量化方式可以共用码表。本文利用数字水印实现图像的加密,并设计了两种水印算法,一种是结合JPEG 标准的量化特点设计的水印算法,它充分利用了图像的特征和人的视觉特性,水印的检测只需要原始图像一小部分的信息,在含水印图像遭受不同程度的压缩、剪切、模糊加噪等攻击后仍能有效地检测到水印的存在。另外一种是在充分研究图像的数据隐藏能力的基础上,提出利用边缘点数、分布均匀度和亮度来综合衡量图像的数据隐藏能力; 借用通迅中“调频”思想,提出了区别于传统水印技术的“调频水印”技术; 选择数据隐藏能力强的图像块的中频系数组成基带信号,结合调频思想进行水印的嵌入和提取。这种水印技术可兼顾不可见性和鲁棒性,并且可以实现高效的盲检测。最后本文提出了一种高级检索方式:基于姿态理解的人的检索,结合人的体形特点,对图中人的姿态进行理解,并用矢量来描述人的姿态,借助矢量映射来实现符合人的理解的高级检索。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 图像压缩技术简介
• 1.3 数字水印的特点和用途
• 1.4 检索技术的产生和发展
• 1.5 本文的研究工作介绍
• 2 图像压缩技术及其优缺点
• 2.1 余弦变换压缩
• 2.2 小波变换图像压缩
• 2.3 分形压缩
• 3 基于能量和方差标准的图像压缩
• 3.1 小波系数矩阵重要性度量方法
• 3.2 低频部分小波系数的量化预处理
• 3.3 高频部分的量化处理
• 4 数字水印技术原理
• 4.1 数字水印的用途和种类
• 4.2 空间域水印
• 4.3 频域水印
• 4.4 水印攻击及对策
• 5 基于视觉特征和DCT 变换的数字水印
• 5.1 水印嵌入位置的选取
• 5.2 水印嵌入算法
• 5.3 水印信息的提取、检测过程
• 6 基于数据隐藏能力的调频水印
• 6.1 数据隐藏能力
• 6.2 调频原理
• 6.3 调频水印
• 7 图像检索技术
• 7.1 图像检索系统中的关键技术
• 7.2 特征查询
• 7.3 语义层次关联
• 7.4 高层语义表述
• 8 基于姿态理解的人的检索
• 8.1 人身体各部位的定位和检测
• 8.2 矢量表示
• 8.3 语义理解和语义检索
• 9 实验及结果分析
• 9.1 实验一（基于能量和方差标准的图像压缩）
• 9.2 实验二（基于视觉特征和DCT 变换的数字水印）
• 9.3 实验三（基于数据隐藏能力的调频水印）
• 9.4 实验四（基于姿态理解的人的检索）
• 10 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录